激光等离子体13.5 nm极紫外光刻光源进展

半导体产业是高科技、信息化时代的支柱。光刻技术,作为半导体产业的核心技术之一,已成为世界各国科研人员的重点研究对象。本文综述了激光等离子体13.5 nm极紫外光刻的原理和国内外研究发展概况,重点介绍了其激光源、辐射靶材和多层膜反射镜等关键系统组成部分。同时,指出了在提高激光等离子体13.5 nm极紫外光源输出功率的研究进程中所存在的主要问题,包括提高转换效率和减少光源碎屑。特别分析了目前已实现百瓦级输出的日本Gigaphoton公司和荷兰的ASML公司的极紫外光源装置。最后对该项技术的发展前景进行了总结与展望。

基于高次谐波的高功率高稳定13.5 nm极紫外光源

开发了由高重复频率(3 kHz)高能量(3 mJ)钛蓝宝石激光器驱动的极紫外和软X射线高次谐波激光光源。该光源系统在30 nm(光子能量为~45 eV)波长附近实现了大于120μW的平均功率,在13.46 nm波长(光子能量为~92 eV)处实现了1.9μW的平均功率,其中在13.46 nm波长处带宽为0.124 nm的单个谐波实现了0.32μW的平均功率。此外,在该系统中,激光功率连续12 h的不稳定性均方根小于5%,连续8 h光束指向均方根小于10μrad。该系统在生物成像、干涉光刻和芯片检测等领域中具有重要应用。

365纳米LED光源散热方式研究与应用

随着LED技术的不断发展,深紫外LED已在各行业有了成熟应用,电子行业在同步研究365 nm波段LED型光源取代汞灯在紫外固化三防胶上的应用。由于紫外固化三防胶需要较大的固化能量,同时为满足生产节拍快、结构小型化的需求,往往需要选择大辐射通量灯珠和高密度的灯珠排布设计。因此,在设计LED光源时,为了保障长时间工作的稳定性,需要考虑采用合适的散热方式。采用ANSYS仿真软件,评估365 nm LED光源散热方式,通过设计水冷式散热模组,实现了365 nm LED光源的长期可靠性运行。

等离子体尺寸对放电极紫外光源影响

计算了放电等离子体极紫外光刻光源中，不同等离子体长度条件下的收集效率，实验上研究了等离子体长度对Xe气放电极紫外辐射的影响。结合本系统光学收集系统设计参数和理论计算结果，给出了不同等离子体长度条件下中间焦点处13．5nm（2％带宽）光功率。结果表明等离子体长度为3～6mm时毛细管光源中间焦点光功率和尺寸最优。

毛细管内径对Xe气放电极紫外光源的影响

极紫外光源功率是影响光源使用的关键参数,研究放电等离子体EUV光源等离子体时间特性,优化放电结构和光源功率具有重要意义。理论上计算了不同内径毛细管内等离子体压缩过程和收集效率,实验上采用极紫外探测器测量了毛细管内径对Xe气极紫外光源13.5nm(2%带宽)辐射输出时间特性的影响,分析了毛细管内径对等离子状态的影响。结合该系统光学收集系统设计参数、不同内径毛细管收集效率和极紫外探测器信号强度,给出了不同内径毛细管中间焦点处13.5nm(2%带宽)光功率比。结果表明:气压7Pa、电流28kA时,毛细管内径7mm条件下,光源中间焦点处光功率最优化。